![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Допустимі напруження у розрахунках зубчастих передач
Допустимі контактні напруження. При розрахунках активних поверхонь зубців на контактну втому допустиме контактне напруження визначають за такою формулою (тут і далі при розрахунках зубчастих передач на міцність уведено деякі спрощення щодо ГОСТ 21354–87): [σ ]Н = (σ Нlim b ZR·KHL)/SH, (22.27) де σ Нlim b – границя контактної витривалості поверхонь зубців, що відповідає базі випробувань NHO; ZR– коефіцієнт, що враховує шорсткість спряжених поверхонь зубців (беруть спільним для пари коліс, але для більш грубої поверхні одного з них: ZR= 1 при Ra= 1, 25...0, 63; ZR = 0, 95 при Ra = 2, 5...1, 25 і ZR = 0, 9 при RZ = 40...10); KHL– коефіцієнт довговічності; SH– коефіцієнт запасу (для зубчастих коліс із однорідною структурою SH = 1, 1, а для коліо із поверхневим зміцненням зубців SH = 1, 2). Границю контактної витривалості поверхонь зубців σ Нlim b знаходять залежно від виду термічної обробки зубців та їхньої твердості за табл. 22.5, а базу випробувань NHO– за формулою (твердість HHB в одиницях Брінелля) NHO = 30 · HHB2, 4. (22.28) Коефіцієнт довговічності khl враховує можливості збільшення допустимих напружень при еквівалентному числі циклів nhe навантаження зубців за строк служби передачі, меншому від бази випробувань nh0:
Еквівалентне число циклів навантаження зубців за строк служби передачі визначають з урахуванням режиму навантаження зубчастих коліс (значення кнедив. з табл.): NHЕ = КНЕ · N∑ , де сумарне число циклів навантаження зубців N∑ , за строк служби h, год, передачі при кутовій швидкості ω, рад/с, зубчастого колеса знаходять за формулою N∑ , = 1800 · і · ω · h/π, (22.30) де і – число зубчастих коліс, спряжених із даним зубчастим колесом, для якого визначається N∑ – Існують такі обмеження коефіцієнта довговічності KHL а) при NHO < NHЕі постійному режимі навантаження (КНЕ = 1) рекомендують брати адля інших типових режимів навантаження (див. рис. 2.3) беруть KHL = 1; б) при NHO > NHЕі однорідній структурі матеріалу зубчастих коліс KHL ≤ 2, 6, а для зубців із поверхневим зміцненням KHL ≤ 1, 8. У розрахунках прямо– і косозубих передач із твердістю зубців Н > 350 НВ за розрахункове допустиме напруження [σ ]Н беруть менше із двох значень [σ ]Н1 та [σ ]Н2 , розрахованих для зубців шестірні та колеса.Для косозубих передач, якщо твердість зубців хоча б одного колеса Н < 350 НВ, за розрахункове допустиме контактне напруження беруть [σ ]Н = 0, 45 · ([σ ]Н1 + [σ ]Н2) (22.31) із виконанням умов: [σ ]Н ≤ 1, 23 · [σ ]Нmin –для циліндричних зубчастих передач; [σ ]Н ≤ 1, 15 · [σ ]Нmin – для конічних зубчастих передач. Тут [σ ]Нmin менше з двох значень [σ ]Н1 і [σ ]Н 2, Підвищення несучої здатності передач із косими зубцями та значною різницею у твердості зубців шестірні та колеса (більше значення допустимого контактного напруження [σ ]Н ) пов'язане із нахиленим розміщенням контактних ліній на робочих поверхнях зубців. Ніжки зубців мають меншу стійкість проти викришування, ніж головки, бо у них несприятливе поєднання напряму ковзання та перекочування поверхонь зубців. Відповідно ніжка зубця колеса, що працює з головкою зубця шестірні, починає викришуватись у першу чергу. При цьому через нахил контактної лінії навантаження (частково або повністю) передається на головку зубця колеса, що працює із ніжкою зубця шестірні. Послаблена ніжка зубця колеса розвантажується і її подальше викришування не відбувається. Додаткове навантаження ніжки зубця шестірні не є небезпечним, оскільки її зубці мають більшу твердість. Використання косозубої шестірні з високою твердістю зубців дозволяє додатково підвищити несучу здатність передачі до 20–25 %. Допустиме граничне контактне напруження [σ ]Нmax залежить від виду термічної або хіміко–термічної обробки зубчастих коліс. Для зубців зубчастих коліс після нормалізації, поліпшення або об'ємного гартування з низьким відпусканням (в тому числі і після нагрівання СВЧ) [σ ]Нmax = 2, 8σ т, де σ т – границя текучості при розтягу. Для зубців після цементації, а також після контурного гартування при нагріванні СВЧ [σ ]Нmax = 40 · НHRC. Для зубців після азотування [σ ]Нmax = 3HHV Допустимі напруження на згин. У розрахунках зубців на втому при згині допустиме напруження визначають окремо для зубців шестірні [σ ]F1 та зубців колеса [σ ]F 2 за формулою [σ ]F = σ Flim b · KFC · KFL / SF, (22.32 ) де σ Flim b – границя витривалості зубців при згині, що відповідає базі випробувань NF0= 4 • 106 при коефіцієнті асиметрії R = 0; KFC – коефіцієнт впливу напряму прикладання навантаження на зубці; KFL– коефіцієнт довговічності; SF– коефіцієнт запасу, який беруть: SF = 1, 75– при ймовірності неруйнування зубців 0, 90; SF= 2, 2 – при ймовірності неруйнування більше від 0, 99. Границя витривалості зубців при згині залежить від виду термічної або хіміко–термічної обробки сталевих зубчастих коліс. Деякі дані для визначення σ F iim b наведені у табл. 22.6. При однобічному прикладанні до зубців навантаження (нереверсивні передачі) коефіцієнт KFC= 1, а при двобічному прикладанні навантаження (реверсивні передачі) коефіцієнт KFCвизначають за формулою KFC =1– γ FC · T" 1 / Т'1 (22.33) де γ FC – коефіцієнт, що враховує здатність матеріалу чинити опір руйнуванню при зміні напряму навантаження (γ FC = 0, 35 для зубців після нормалізації або поліпшення; γ FC= 0, 25 – для зубців із поверхневим зміцненням; γ FC = 0, 1 – для зубців після азотування); Т'1 > T" 1 – обертові моменти, що навантажують передачу у протилежних напрямах. Коефіцієнт довговічності Тут mF – показник степеня кривої втоми, який беруть: mF = 6 для зубчастих коліс із твердістю поверхні зубців Н ≤ 350 НВ та зі шліфованою перехідною поверхнею незалежно від твердості; mF = 9 – для зубчастих коліс із нешліфованою перехідною поверхнею при твердості зубців Н > 350 НВ; NFE – еквівалентне число циклів зміни напружень згину за строк служби передачі, яке знаходять із урахуванням режиму навантаження передачі (див. 4.3): NFE = KFE· N∑ . Сумарне число циклів навантаження зубців N∑ . застрок служби передачі визначають за формулою (22.30). Необхідно враховувати такі обмеження коефіцієнта KFL якщо N F0< nFE, то беруть KFL = 1; якщо N F0> nfe і mF = 6, то KFL ≤ 2, 08, а якщо mF = 9, то KFL ≤ 1, 63. Граничне допустиме напруження на згин [σ ]F max, що використовують у розрахунках зубців на міцність при згині максимальним навантаженням, визначають за формулою [σ ]F max = σ Flim M /SF. (22.35) Тут граничне напруження σ Flim M, що не спричинює залишкових деформацій або крихкої поломки зубців, рекомендують брати таким: σ Flim M = 4, 87/HHB (МПа) – для легованих та вуглецевих сталей після нормалізації та поліпшення; σ Flim M= = 6HHB (МПа) – для легованих та вуглецевих сталей після гартування з нагріванням СВЧ та твердістю серцевини зубців 200–300 НВ; σ Flim M = 2800 МПа – для легованих сталей із вмістом нікелю більше ніж 1 % після об'ємного, гартування.
|